当U、B确定后,若提高f,则S减小,W减少,因此,变压器的重量和体积就可以大大减小。这样,就能使整机的重量和体积显著减小。不仅如此,还因为频率的提高及其他因素而带来了许多优点,与传统弧焊电源比较,其主要特点如下:
1.体积小、重量轻,节省材料,携带、移动方便。
2.高效节能,效率可达到80%~90%,比传统焊机节电1/3以上。
3.动特性好,引弧容易,电弧稳定,焊缝成形美观,飞溅小。
4.适合于与机器人结合,组成自动焊接生产系统。
5.可一机多用,完成多种焊接和切割过程。
由于逆变电源具有上述一系列的优点,因此,自20世纪70年代后期问世以来发展较快,在美、日等工业发达国家,应用范围已相当广了。
逆变电源现在所用的开关元件有SCR(晶闸管)、GTR(晶体管)、MOSFET(场效应管)及IGBT(兼有GTR和MOSFET优点的一种电子元件)。IGBT有取代其他几种开关元件之势,IGBT逆变焊机是当今世界焊机技术的重大进步,发展的新潮流。
2谐波分析
弧焊逆变电源的谐波分析
1.1谐波产生原因
自**台300A晶闸管弧焊逆变电源以来,弧焊逆变电源有了很大发展,经历了晶闸管逆变,大功率晶体管逆变,场效应逆变以及IGBT逆变,其容量和性能大大提高,目前弧焊逆变电源已成为工业发达国家焊接设备的主流产品[1]。弧焊逆变电源作为一种典型的电力电子装置,虽然具有体积小、质量轻、控制性能好等优点,但其电路中存在整流和逆变等环节,导致电流波形畸变,产生大量的高次谐波。高次电压和电流谐波之间存在严重相移,导致焊机的功率因数很低。谐波产生的原因主要有以下两方面因素:
(1)逆变电源内部干扰源逆变电源是一个强电和弱电组合的系统。在焊接过程中,焊接电流可达到几百甚至上千安培。因电流会产生较大的电磁场,特别在逆变主电路采用高逆变频率的焊接电源系统中,整流管整流 ZX7-1000逆变焊机,高频变压器漏磁,控制系统振荡,高频引弧,功率管开关等均会产生较强的谐波干扰。
其次,钨极氩弧焊机如果采用高频引弧时,由于焊机利用频率达几十万赫兹,电压高达数千伏的高频高压击穿空气间隙形成电弧,因此高频引弧也是一个很强的谐波干扰源。对于计算机控制的智能化弧焊逆变电源来说 ZX7-400逆变焊机,由于采用的计算机控制系统运行速度越来越高,因此控制板本身也成了一个谐波干扰源,对控制板的布线也提出了较高的要求。